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關鍵詞:巖溶鉆孔樁爆破成孔
中圖分類號: U443.15文獻標識碼: A
鉆孔樁基施工,遇到斜巖層地質,由于巖面一邊高一邊低,鉆錘就會往巖面底的一側傾斜,很容易造成斜孔。在這種情況下,一般對于巖石硬度較低的斜巖常規采用回填片石的方法來處理;但是對于巖石較硬的斜巖采用回填片石處理需要耗費大量的人力物力,并且鉆進速度緩慢。采用“先預裂爆破斜巖層后再鉆”施工工藝,能夠有效的解決樁基在斜巖層地質中鉆進難的問題,既能保證樁基質量,又能加快施工進度。
一、施工原理
對巖面傾斜的巖層進行預裂爆破,使得巖石處于松散狀態,然后再采用鉆機鉆進,此工藝最大的優點就是施工進度快、效益高。
二、施工流程
1)施工前準備
平整場地------測定樁位中心------埋設鋼護筒-------沖擊鉆就位。鋼護筒中心、樁基中心、以及鉆錘中心應一致。
2)施工監測判斷
樁基施工前首先查看地質勘探資料,了解樁基地質巖石強度、巖層的傾斜角度。如果樁基巖層地質強度較高,達到1000kpa,且巖面傾斜,和正常鉆孔樁施工一樣,先采用沖擊鉆正常鉆孔,并在鉆孔過程中隨時觀察沖擊鉆鋼絲繩偏離孔中心位置的距離,鋼絲繩出現偏斜超過1%的孔深時立即停止鉆進,回填與樁基地質同等強度的片石2m后繼續沖孔,控制沖擊鉆的沖程不超過1m,鉆進至原來位置時,如果鋼絲繩還是出現偏斜,停止鉆進。
3)樁基清孔
經判斷確認使用小鉆機預裂爆破之前要認真清孔,保證泥漿的比重、含砂率和稠度。泥漿比重控制在1.1,含砂率控制在1.5%,稠度控制在20s,有效的控制沉渣厚度和速度,進而保證炮孔不被堵塞。
4)鉆機移位,小鉆機就位。
樁基清孔完成后,移開沖擊鉆鉆機,將小鉆機就位于孔樁位置。小鉆機采用XY-1開孔直徑為110mm的巖芯鉆機。
5)預裂爆破炮眼布孔
根據孔徑直徑,設計爆破孔眼布置。一般情況樁基孔徑在1.25m以內,在樁孔中間設置一個掏槽眼,掏槽眼直徑110mm,在樁孔四周設置三個炮眼,炮眼直徑91mm,炮眼呈等腰三角型布置,炮眼距樁邊100mm;當樁基孔徑大于1.25m時,可在樁孔四周增設炮眼。
6)小鉆機鉆孔
在鉆孔的過程中根據巖芯芯樣判斷傾斜巖層厚度,確定鉆孔深度,鉆孔深度超過傾斜巖面0.5m。但不能超過設計孔底標高,距離設計孔底高度為0.5m。每鉆完一個炮眼后,立即安裝75mm的PVC管,按照以上步驟鉆完剩余孔(掏槽眼不安裝PVC管)。
7)串藥安裝
用膠帶將乳化炸藥和雷管綁扎在非導體(木條)上面,形成一個串狀體,乳化炸藥長度與巖層深度一致。采用毫秒微差控制爆破,盡量減少一次齊爆藥量,嚴格控制爆破規模。導爆管連接時注意導爆索的搭接長度不少于20cm,務求接觸緊密,綁扎牢固,上部用結實的細繩作為下方承受物。
8)安裝炸藥
在安裝炸藥之前先撤離小鉆機,并測量炮眼孔深是否堵塞,如果測量孔深小于實際鉆孔深度則需要清孔。清孔采用清水泵清孔,清水泵出水口接直徑20mm的硬質塑料管,將硬質塑料管插入炮孔里面,利用水的壓力將炮孔里面的沉渣清出來。
9)炸藥起爆及檢查
待炸藥全部安裝完畢后將施工人員撤離至
安全位置,做好安全防護,確認無誤后由爆破員
將孔內的炸藥一起起爆,待爆破員查看情況確保
安全后將沖擊鉆重新定位,繼續鉆孔。如沖擊鉆
鉆至一定深度后還是出現斜孔現象,則繼續按以
上步驟處理,直至樁基成孔為止,預裂爆破鉆孔
布置示意圖如右圖所示。
三、施工注意事項
1)孔內實施爆破時,嚴格按照設計布眼以及控制 藥量,設置警戒范圍,閃電雷鳴時禁止裝藥,接線施工操作嚴格按照安全規程辦事。
2)小鉆機在鉆進的過程中必須保證鉆桿豎直。
3)小鉆機開鉆之前要認真清孔,保證泥漿的比重、稠度和含砂率,有效的控制沉渣厚度和速度。
4)樁基爆破時,首先要確認相鄰樁基是否澆筑了混凝土。混凝土強度達到100%時,才能爆破,否則會對相鄰樁基的實體質量產生一定的影響。
四、應用實例
本工藝成功運用于滬昆高鐵學足村大橋,學足村大橋位于湖南省漣源市白馬鎮。大橋全長364m,設計車速為350km/h。橋跨布置為11-32雙線簡支箱梁,橋墩基礎采用鉆孔灌注樁基礎,樁基直徑1m。本橋地質勘探顯示巖面傾斜,地質條件為粉質黏土和白云質石灰巖,白云質石灰巖強度為1200kpa。
1)施工情況
關鍵字:鉆孔灌注樁技術;建筑施工;鉆孔工藝;應用
Abstract: technology is the cast-in-place pile through mechanical drilling use on concrete catheter materials such as the construction process of the infusion. It in the construction engineering construction application is extensive. In the practical construction engineering application, although the cast-in-place pile construction technology is not very complex, easy to operate master, but bored pile construction quality vulnerable to a lot of construction factors, and bored pile construction quality for construction engineering quality has very big effect. So in concrete construction operation, for the application of the cast-in-place pile must be in accordance with the relevant requirement standard of construction of the project, to regulate the operation. This paper mainly to the cast-in-place pile in construction engineering application technology in the construction process and construction techniques to carry on the summary, and combined with the architecture engineering example of bored piles of technology relevant application are discussed.
Key word: bored pile technology; Building construction; Drilling process; application
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
鉆孔灌注樁技術是指通過機械鉆孔使用導管進行混凝土等材料灌注的施工工藝。它在建筑工程施工中的應用較廣泛。在實際建筑工程應用中,雖然鉆孔灌注樁的施工技術不很復雜,容易操作掌握,但是鉆孔灌注樁施工質量容易受到很多施工因素的影響,而且鉆孔灌注樁施工質量對于建筑工程質量有著很大的影響。因此在具體的建筑工程施工操作中,對于鉆孔灌注樁的應用必須要按照相關工程的施工要求標準,進行規范操作。本文主要對鉆孔灌注樁技術在建筑工程應用中施工工藝以及施工技術要點進行總結,并結合建筑工程實例對鉆孔灌注樁技術的相關應用進行討論。
1、鉆孔灌注樁技術施工工藝及技術優點
鉆孔灌注樁技術是指通過機械鉆孔使用導管進行混凝土等材料灌注的施工工藝。在建筑工程施工過程中,對于鉆孔灌注樁技術的施工首先要求鉆孔的大小以及鉆孔標準必須符合相關工程的施工要求,能夠保證施工材料順利通過鉆孔進行灌注,在進行工程施工混凝土材料等灌注時要注意控制好灌注速度,進行勻速平穩的灌注,而且灌注導管要連接緊實,不能在進行混凝土等漿材料灌注時,出現脫落等現象影響正常的泥漿灌注施工。對于注漿連接導管的位置固定等也有一定能夠的要求,注漿連接導管的放置位置要與地面之間有一定的高度距離,而且注漿導管要保持通暢。另外,還可以通過向注漿導管內灌水來檢測注漿地區的密封性,如果不存在漏水或者滲水現象就說明注漿地區的密封很好,反之就需要進行補救。對于工程施工泥漿的材料配制,各種材料要嚴格按照一定的配比進行,泥漿攪拌時間一定要充分,在泥漿攪拌配制成功后,還要進行過濾以防止在進行鉆孔注漿的過程中,出現注漿導管被堵的現象,在進行泥漿灌注的過程中,對于泥漿灌注的壓力以及泥漿灌注的速度一定要注意控制合適,以影響灌漿工程施工質量。
運用鉆孔灌注樁技術進行建筑工程泥漿灌注施工的技術優點主要表現在,和一般的灌注技術相比,鉆孔灌注樁技術的灌注樁承載力較大,并且在進行泥漿灌注時,對于灌注泥漿的壓實作用及效果較明顯。其次是在進行灌漿施工過程中,由于灌注樁壓力的作用使得泥漿黏性較大,因此在灌注進工程結構中后,非常堅固,而且具有一定的抗震作用。另外,鉆孔灌注樁技術在進行工程施工設計中非常注意對灌注樁的承載作用力,因此即使在進行灌漿后,灌注裝的承載性能依然非常好,對于整個工程承載情況沒有負面影響,而且對于灌注樁的承載作用設計,使得灌注樁結實耐用,也可以相對減少工程投資成本。
2、鉆孔灌注樁技術在建筑工程的應用
由于鉆孔灌注樁技術的簡單易操作特征,使得鉆孔灌注樁技術在實際建筑工程中的應用非常廣泛,而且在一些公路建設以及水電施工中也會經常運用到鉆孔灌注樁技術。下文主要介紹鉆孔灌注樁技術在建筑房屋建筑工程應用中的施工工藝以及技術特點。
關鍵詞:砼鉆孔灌注樁;后注漿施工;施工要點
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A
時下,砼鉆孔灌注樁樁底后注漿施工技術是對樁底沉渣、樁端持力層及樁周泥皮起到滲透、劈裂填充、壓密和固結作用,它對提高樁的承載力,減少其變形起到很大的作用,同時還以其噪音低、對周邊環境影響較小、無擠土效應、單樁承載力大等特點,被廣泛應用到一些高層房屋建筑施工中。中天優詩美地花園工程就采用了砼鉆孔灌注樁樁底后注漿施工技術,在工程實際施工中起到了很好的實際效果。文章將對其施工要點做個闡述總結。
1工程概況
中天優詩美地花園工程由淮安天翔房地產開發有限公司承建,總建筑面積約21萬平方米。建筑層數:八棟三十三層;一棟二十一層;六棟三層別墅;地下人防一層;標準層層高:2.9 m;建筑分類為一類高層;建筑結構體系:剪力墻;抗震設防烈度:七度;建筑使用功能:商品房。
2樁基設計說明
2.1樁基設計。本子項室內±0.000標高相當于黃海高程12.450m。依據市水利勘測設計研究院有限公司2011年1月份提供的《中天優詩美地住宅小區(二期工程)巖土工程勘測報告》進行基礎設計。主樓基礎采用樁底后注漿砼鉆孔灌注樁,樁端持力層為地質報告所揭示的6 層中細砂層,樁端進入持力層深度不小于2.5m,且要求至黃海高程--30.500m;設計單樁豎向承載力特征值為4700KN。樁基設計等級為甲級。
2.2有關標準。主樓下鋼筋砼鉆孔灌注樁設計采用國家標準圖集《鋼筋砼灌注樁圖集》(10SG813),共布樁71枚,選用集中的樁編號為:YZ700-38±-3.5,19±/(10HRB400 16+2 HPB235 32×2.5),19(4 HRB400 16+2 HPB235 32 ×2.5)-C40,其中2 HPB235 32 ×2.5 表示2根2.5mm壁厚焊接鋼注漿管,與其余主筋沿樁身對稱均勻布置;長度后有“±”表示隨樁有效長度而變化。箍筋為HPB235 8,加密區間距100,非加密區間距250;加勁箍為 HRB400 14。
3.樁基施工要求
3.1鉆孔灌注樁成樁控制。設計要求樁身混凝土灌注充盈系數不小于1.10,泛漿高度不小于1.5D,其余要求均按《鋼筋砼灌注樁圖集》10SG813有關規定執行。
3.2樁底后注漿施工依據。樁底后注漿施工根據JGJ94-2008中6.7節及設計試樁情況提供詳細方案后實施;設計注漿量單樁不小于1.4t(水泥用量),控制水灰比不大于0.5。
4基樁承載力試驗和工程樁成樁質量檢驗
4.1樁基施工完成后需對工程樁進行承載力檢測。鉆孔灌注樁可采用靜載荷試驗或自平衡法,最大終止壓力為9400KN,檢測樁一枚。
4.2樁身質量完整性檢測按《建筑樁基檢測技術規范》(JGJ106-2003)及《淮安市樁基工程質量管理規定(試行)》執行。
4.3未注明處均按國家及江蘇省當地有關規范和規程執行。
5樁基施工措施
該工程采用樁底后注漿砼鉆孔灌注樁施工技術。具體施工要點總結如下。
5.1注漿設備的選擇。在工程中要選擇符合實際要求的注漿施工設備,像高壓注漿泵、單向逆止閥、注漿管等。高壓注漿泵參數要滿足注漿壓力要求,且在使用前必須進行注漿泵和管線的密封性試運行;注漿管我們采用A30mm 或A38mm 直徑的黑鐵管,壁厚大于 2.8mm;單向逆止閥選擇能承受1MPa 靜水的壓力。
5.2注漿工藝的控制。中天優詩美地花園工程在成樁后7~25 天內為宜,但是要注意在開始注漿前應對水泥漿進行控制,根據不同土層的滲透率確定不同的水灰比,以保證水泥漿液的均勻滲透。注漿時候采用2 根樁循環注漿,即先注第一根樁的A 管,注漿量約占總量的70%,注完后再壓第二根的A 管,然后依次為第一根樁B 管和第二根樁B 管,這樣就能保證同一根樁 2 根管注漿時間間隔 30~60min 以上,給水泥漿一個擴散的時間,注漿流量以75L/min 為宜。注漿壓力要以 3~10MPa 為宜。
5.3注漿順序的控制。我們知道后注漿的最優時間在7 天左右,這樣就會與周邊樁基施工產生沖突,所以我們在注漿順序應在樁基施工中樁機走位時即予以考慮。一定堅持整個承臺群樁一次性壓漿,先施工周圍樁位再施工中間樁的原則,保證下部水泥漿處于整體封閉環境而不會四下擴散。
總結
通過對中天優詩美地花園工程采用樁底后注漿砼鉆孔灌注樁施工技術后發現,對提高基樁豎向承載力的效果比較顯著,同時得出提高幅度與采用的工藝參數、方法、持力地層條件及樁的長度(入土深度)等因素有很大關系。
在實際工程施工中,因為樁端持力層的壓力注漿,在樁底和樁周形成砂卵石土漿倉,因此我們得出注漿后提高了樁土的承載能力,增強了樁端持力層的剛度,這樣就會使單樁承載力從注漿前到注漿后其增幅值超過20%,這樣也會增加樁的抗荷載能力。
最后得出,我們在注漿后減少了樁底的沉降量,試樁在注漿前當荷載增至7200kN時,樁頂沉降僅為8.77mm。同樣荷載下,樁頂沉降僅為8.77mm,由此我們可見,樁底注漿在很大程度上改善了樁的沉降指標。所以這也是我們諸多地方采用這種方法施工的主要原因之一。
參考文獻
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[2]王偉峰.淺談鉆孔灌注樁施工工藝[J].技術與市場,2011(08).
[3]郭玉龍.小議某工程旋挖鉆孔樁施工技術措施[J].科技與企業,2011(07).
【關鍵詞】橋梁鉆孔樁;分析總結;施工問題;解決辦法
1 前言
目前,鉆孔樁基礎施工在我國的公路、橋梁、鐵路等眾多大型基礎設施建設的工程中都有所應用,因為其具有操作簡單,施工方便、快捷等特點。尤其是這種鉆孔樁施工所選用的施工設備類型豐富,主要施工方法就是在泥漿護壁條件下利用機械鉆進形成樁孔、采用導管法灌注混凝土。可是在施工的過程中也存在一系列問題,例如:護筒脫落、鉆孔偏斜、縮孔、卡鉆、掉鉆頭等。所以,如何解決好這些問題成為鉆孔樁施工快速、安全、穩定發展的關鍵內容。
2 鉆孔過程中出現的常見問題及相應的處理措施
2.1 護筒脫落的原因及處理措施
在進行鉆孔的過程中,常出現護筒脫落的現象,出現這種狀況的原因主要是護筒背后回填的質量沒有達到標準或者是受到地面積水的長時間浸泡等因素,導致其失去了原有的穩定性,從而出現脫落。在遇到這種情況時應馬上停止繼續鉆孔,并且采取及時有效的措施進行處理。如果是由于地面積水而引起的,就要先進行排水工作,然后在把水排干后鋪上一層粘土,最后在干燥的地面上重新安裝護筒,這樣才可以繼續進行鉆孔工作。
2.2 鉆孔偏斜的原因及處理措施
在施工中,也會經常發生鉆孔偏斜的現象,出現這一狀況的原因是在鉆機安裝的過程中,可能由于沒有支撐好或者是地質構造不均勻等原因造成的鉆孔出現偏斜。在遇到這種情況時應馬上把鉆機移開,檢查鉆孔壁,并根據其具體情況采取相應的措施。如果是由于沒有支撐好引起的鉆孔偏斜,解決措施為:孔壁比較穩定的情況下,可以在加大支撐面積或者是加強地基穩固性的前提下繼續施工;鉆壁不穩定的情況下,可能會出現坍塌,所以要對鉆孔進行填埋,等地面狀況重新恢復穩定后在重新進行鉆孔。如果是由于地址構造不均勻引起的鉆孔偏斜,解決措施為:首先要分析地下巖石的走向,之后根據具體情況選擇相應的材料進行回填,要將鉆孔回填至易坍孔分界點高程處,在過一段時間后才可繼續施工。
2.3 縮孔的原因及處理措施
在施工的過程中也會出現縮孔的現象,尤其是在飽和性粘土、淤泥質黏土,特別是IL> 1.0處于流塑性狀態的土層中出現孔徑縮小的特有現象,出現這一狀況的原因是此類地層含水量高、塑性大,鉆頭經過后鉆孔壁回縮,導致鉆孔的直徑小于設計的樁直徑。在遇到這種情況時應該根據具體情況采取相應的解決辦法,用塊、卵石土回填,而后用重量較大的沖擊鉆沖擊,擠密鉆孔孔壁的辦法處理;或者采用在導正器外側焊接一定數量的合金葉片進行旋轉清理的辦法。
2.4 卡鉆的原因及處理措施
在施工的過程中有時也會出現卡鉆的現象,出現這一狀況的原因一般是由于機械故障、在鉆進過程中“探頭石”脫落等原因引起的。在遇到這種情況時,應該根據發生卡鉆現象的具體原因,進行相應的處理。如果是由于機械故障導致鉆頭在濃泥漿中滯留時間過長造成的鉆頭無法提升現象,應采取插入高壓水管置換泥漿的方法進行處理;如果是由于“探頭石”引起的卡鉆現象,可以適當往下放鉆頭,而后強力快速往上提升,使“探頭石”受瞬間沖擊縮回,從而順利提起鉆頭。
2.5 掉鉆頭的原因及處理措施
在施工的過程中鉆頭落入孔底的現象通常被稱為掉鉆,出現這一狀況的原因大概為機械故障、鋼絲繩斷裂、孔壁坍塌等。在遇到這種情況時,應及時采取恰當的方法實施打撈鉆頭。如果鉆孔壁穩定,就可以直接用鉆機起吊“打撈器”入孔進行打撈。打撈前,先用“探針”探明鉆頭在孔中的位置為制定打撈方案提供依據。打撈設備和打撈操作方法必須保證在抓住鉆頭后盡量一次成功,避免起吊至空中再度落入孔中的現象發生。如果鉆孔壁不穩定,出現局部坍塌將鉆頭埋沒且大部分鉆孔壁處于穩定情況下,應先加大孔內泥漿的濃度,將旋轉鉆頭放人安全的深度范圍攪動泥漿以加固鉆孔壁,而后采取“氣舉法”清除鉆頭上方的沉積土和淤泥,確認鉆頭已露出后再實施鉆頭的打撈工作。
3 混凝土灌注中出現的常見問題的處理措施
3.1 封底失敗的處理措施
封底失敗就是沒有能夠完成水下混凝土的封底工作,造成這一狀況出現的原因一般是由于首批混凝土數量過小、孔底的沉碴厚度過大等。封底失敗發生后,應立即暫停灌注混凝土,及時對孔內已灌注的混凝土進行清理。如果地層穩定性較好的話,應采取導管內安裝高壓風管進行二次清孔的方法將已灌注的混凝土清理干凈,經檢查符合規范要求后可以重新開始水下混凝土灌注;如果地層穩定性差或高壓清孔的方法不能奏效的話,則應及時拆除導管、拔除鋼筋籠,將未灌注混凝土部分鉆孔回填,待地層沉積穩定后用沖擊鉆清除已灌注的混凝土成孔,灌注。
3.2 堵管的處理措施
在混凝土灌注的過程中也會出現堵管的現象,發生這一狀況的原因一般是由于混凝土的質量較差,其中含有部分體積較大的材料堵塞管道,或者是在灌注的過程中向下的沖擊力不足,導致其無法繼續流動,而出現堵管的現象。在遇到這種情況時,如果是由于混凝土質量造成的堵管,就應該在確保導管埋深的前提下,可以最大限度提升而后快速下落導管的方法或加大一次性灌注混凝土數量而后快速提升再迅速下放,以沖擊力疏通導管的方法進行處理;如果是由于混凝土沖擊力不足造成的,應及時加長上部導管的長度,而后以一次性較大量混凝土灌注沖擊達到疏通導管的目的。
3.3 斷樁的處理措施
在進行混凝土灌注的過程中,導管中已灌注的混凝土與導管的混凝土隔斷,無法繼續灌注的現象通稱為斷樁。其原因可能是由于灌注中提升導管失誤、一些特殊原因導致混凝土供應突然中斷或者是導管漏水等。在遇到這種情況時,應立即停止繼續灌注,提拔導管和鋼筋籠,盡量將損失降低到最小,并根據斷樁的具置采取相應的解決措施。如果斷樁截面位置距樁底距離小于設計樁長的三分之一以下時,一般采取沖擊鉆清除已灌注部分,再實施原位恢復。如果斷樁截面位置距樁底距離大于設計樁長的三分之二以上且距離孔口深度不大于10m時,宜優先采用對鉆孔壁先進行加固,而后進行鉆孔樁的接長比較經濟。
3.4 鋼筋籠上浮的處理措施
在進行混凝土關注的過程中,也會出現鋼筋籠上浮的現象,出現這一狀況的原因一般是由于鋼筋籠的加固不可靠或灌注過程中操作因素帶來的鉆孔樁鋼筋籠移位現象。在遇到這種情況時,應立即暫停灌注,并根據鋼筋籠上浮的具體情況采取相應的解決措施。如果鋼筋籠上浮后其位置仍滿足施工規范要求的話,就可以在采取有效防止上浮的措施后繼續灌注。懸吊鋼筋焊縫脫落的,應及時補焊;懸吊鋼筋彎曲的情況應增加鋼管支撐;如果鋼筋籠上浮比較嚴重的話,就應該拔出鋼筋籠,比照斷樁進行處理。鉆孔樁施工還應加強樁長的控制、樁頂護樁預留部分高度的控制等工作,作到樁長、樁徑、樁位準確,樁體質量滿足設計及施工規范要求。
綜上所述,在應對橋梁鉆孔樁施工的過程中出現的各種問題時,應將各種處理方法進行對比、分析,選擇經濟、可行的處理方法。而且在選擇好適合的應對處理方案后,還應詳細論證后再著手解決,以免由于盲目操作而帶來不必要的損失。
參考文獻
關鍵詞:鉆孔灌注樁塌孔溶洞 漏漿處理
中圖分類號: TU473 文獻標識碼:A 文章編號:
1.引言:
鉆孔灌注樁基礎是房屋建筑及橋梁下部的常用結構形式,然而塌孔事故及巖溶處理等問題嚴重影響了鉆孔灌注樁的施工進度, 成為基礎工程中存在的重要問題。作者根據某鐵路站房施工過程中遇到的鉆孔灌注樁施工問題,對塌孔、溶洞及漏漿問題進行簡要分析總結,以此來引起工程設計人員、監理及施工人員的重視,在設計及施工中予以充分考慮及做好相應的準備工作。
2.背景介紹:
某站房為2層框架結構,場地地層大體分為①全新統人工填土(主要成分為粉質黏土)約10m厚;②粉質粘土約10~33m厚;③下伏白堊系上統弱風化灰質礫巖;局部夾雜粗圓礫土層及中砂層;場地范圍內,鉆孔遇溶洞率25%,基巖頂板很薄,有發生巖溶塌陷的可能性。地下水位距地表約10m,主要為第四系孔隙潛水及基巖裂隙水、巖溶水,無腐蝕性,。
基礎采用鉆孔灌注樁,樁長約28 m~40m,樁徑800 mm,持力層為第③層中弱風化灰質礫巖,入巖深度不小于0.5 m,單樁承載力特征值為2 500 kN。場地共96根工程樁,最深勘探孔為48m。
3. 施工概況:
塌孔
由施工方提供資料:施工過程中,多個根樁均發生塌孔,以其中一根7#樁為例,10月6日下午對7#孔開始施工,當挖至14m深時,開始有微量塌孔現象發生,繼續開挖至約22m深時,發現旋挖鉆已無法繼續深挖,深度一直維持在22m左右,采取泥漿護壁厚仍然效果不佳,且只要稍有靜置便發生嚴重塌孔。靜置約一小時后,最終測的孔深度約14m,測后對挖出的土質樣本進行分析,土層均為粉質粘土層,含5%~10%細角礫土及砂。
此外,其它亦有多樁孔發生塌孔現象,總體發生塌孔的深度約14~18m。
根據本工程特點,水位僅距地表10m左右,且人工填土及粉質粘土層較厚,在高水位下施工,分析可知,對于塌孔原因應有以下五點;
1)水位較高時,而鉆孔相對較深時,由于施工過程中,空內水位下降,補水不及時,地下水位以下的孔壁土體容易在孔外靜水壓力的作用下失去平衡,向孔內發生坍塌。
2)鉆入較松散土層時,由于操作不當,引起孔內泥漿振蕩,對孔壁產生沖刷作用,從而導致塌孔。
3)埋設護筒時,護筒埋設深度不到穩定地層、護筒周邊回填土層不密實或護筒埋設不正,在下鉆具時對護筒產生沖擊使護筒松動,從而使上部水滲透對孔壁產生破壞,引起塌孔。
4)由于某些因素,造成成孔時間或成孔后等待灌注的時間過長,地層土粒受水浸泡膨脹、軟化和地層受力后變形量加大,且使孔內泥漿密度上大下小不均勻, 從而導致塌孔。
5)多次的提鉆、下鉆所造成產生抽吸作用,導致松散地層塌孔。
3.2巖溶
場地范圍內鉆孔遇洞率25%,巖溶中等~強烈發育;基巖頂板很薄,發生巖溶塌陷的可能性較大,從鉆探地勘可以看出,溶洞發育不規則,同時存在填充溶洞,半填充溶洞及非填充溶洞;溶洞深度從1m~12m不等,地質復雜。
3.3漏漿
在施工過程中,有個3~5根樁出現漏漿現象,以1#樁為例,10月14日凌晨對樁進行混凝土澆灌時,澆灌一車(約10方左右)混凝土后,混凝土標高僅上升兩米,澆灌第二車混凝土后,混凝土未有明顯增多,最后整根樁,共澆筑了近50方混凝土(理論僅需20方),可見本樁發生了嚴重漏漿問題。
4.處理方案:
4.1 塌孔
塌孔處理應做到預防為主,處理為輔[1,2];預防性措施針對性有以下五點,可對大部分塌孔問題起到預防作用:
1)清孔時,保持孔內有足夠的水頭壓力,即保證孔內水位至少高于地層水位2m以上,采用泥漿護壁,提高孔內液柱壓力。另外采取降水井的方式,對場地范圍內水位整體下降,來保證水頭壓力。
2)制定嚴格合理的操作規程,避免下鉆具時速度過快而引起孔內液體振蕩對孔壁產生的沖刷作用。
3)護筒要埋至穩定的土層,護筒周邊回填土必須保證密實,護筒埋設要周正。
4)加快成孔速度,采取有效管理措施縮短清孔及灌注準備時間,清孔時保證足夠的補水量,清孔換漿時做到逐步替漿。
5)反循環鉆進松散地層或反循環清孔時,在滿足攜粉所需泵量的前提下,控制泵量,以免沖洗液下流速度過快產生抽吸作用。
塌孔后的處理措施:
1)塌孔不嚴重時,選用優質粘土或膨潤土配置泥漿,可根據土質不同調整泥漿的粘度(泥漿的性能指標一般控制在比重為1.2~1.4;粘度不小于20 s,含砂率≥4%),比重以控制孔內液柱壓力,必要時向孔內投人泥膏或黏土塊人工造壁。
2)塌孔嚴重時,向孔內投入粘土進行回填(回填至塌孔位置1m以上),搗實后,間隔一段時日,重新鉆孔以保證成孔完好;對工期緊的項目則可考慮護筒全長跟進法處理。
3)松散地層較淺時,可通過加長孔口護筒長度封隔塌孔地層,則采取護筒全長跟進法處理。
4.2溶洞處理
根據溶洞的發育情況,不同的溶洞應采取不同的處理方案,且為保證對溶洞進行有效的處理,施工設備建議采用沖擊鉆。
施工時應根據地質鉆孔柱狀圖來判別溶洞地層情況、空洞大小、溶洞填充物情況,繼而針對不同的溶洞采取不同方案。本工程對于全填充性溶洞,則對灌注樁遇溶洞處采取穿過溶洞進入洞底弱風化灰質礫巖層,嵌巖深度不小于500mm;對于半填充溶洞及未填充溶洞,高度小于3米時可采用片石、粘土、C15素混凝土等回填法處理措施,對于溶洞高度大于3米時宜采用鋼護筒跟進法等處理措施。
4.3 漏漿處理
漏漿問題一直是伴隨巖溶處理的衍生問題[3]。對于挖孔時發現有漏漿,一般為擊穿溶洞時發生,這時應該準備好大泥漿泵、水泵,制備定量的泥漿,將提前準備好的黏土回填適量于孔內,一般可以阻止或者減小漏漿,此時減小鉆機沖程(1m-1.5m沖程),反復沖進,小心將溶洞擊穿,此時一般伴隨比較大規模漏漿,及時用泥漿泵往孔內加泥漿,同時向孔內拋填黏土和片石(一般按1:1的比例配置)或伴隨定量的稻草及時堵住溶洞漏漿,然后繼續沖進。反復操作即可。
鉆孔過程中,伴隨較大量漏漿,而未遇見明顯溶洞時,首選采用拋填黏土和堅硬的較大片石反復處理若干,堅硬的大片石會對測溶洞孔壁進行擠壓。擠壓后確定是裂隙后采用拋投碎石黏土進行處理裂隙。
而對于如本工程所遇,挖孔中即未發現溶洞,且發生漏漿現象,則應結合混凝土澆筑量與混凝土面上升情況,采取繼續澆灌混凝土或采用護筒跟進方式進行處理。
5. 結語
通過分析本站房的實例對鉆孔灌注樁施工過程中所遇到的塌孔、溶洞及漏漿問題,對問題發生的原因進行了總結,并建議了通常采取的預防措施及處理措施。可為解決類似工程問題積累了有益的經驗,對現場施工人員及設計人員作為參考和借鑒。
參考文獻:
[1].高三娥.淺析鉆孔灌注樁塌孔事故的預防與處理[J].內江科技, 2009(4): 112;